冯彬， 彭如恕

（南华大学机械工程学院，湖南衡阳 421001）

0 引言

涂层技术的产生及发展顺应了现代工业生产快速发展的步伐，使得各类工模具和耐磨损零部件对硬度、抗磨损性能、抗氧化性能等性能的要求得到满足。氮化物涂层因具有良好的综合性能，应用颇广。TiN涂层出现较早，在切削工具、摩擦（轴承和齿轮）、装饰和光学领域得到普遍应用[1-2]。但随着对TiN涂层应用的不断加深，发现其在高温抗氧化性能等方面的表现，满足不了工业生产要求。TiN涂层开始氧化是在温度超过450℃时，并生成TiO2，温度为600℃时，涂层表面开始出现局部氧化皮；到了800℃时，涂层大块剥落，裸露出基材，从而使涂层失效[3]。具有NaCl型Ti1-xAlxN涂层因其优异的力学、热学和摩擦学性能被广泛应用于先进加工和其他高温应用中[4]。由于引入Al元素，TiAlN涂层起始氧化温度达到750℃，这主要得益于TiAlN涂层表面形成的Al2O3保护膜，该保护膜致密、连续，能够阻碍氧原子向氧化膜/涂层界面进行扩散，从而阻止了涂层的进一步氧化[5]。

通过引入第四种合金元素Cr来优化TiAlN涂层，以满足高温下的零部件的性能要求，正引起人们的极大关注。本文主要总结了含Cr过渡层（CrN/Cr层）以及TiAlCrN涂层中Cr元素对TiAlN涂层相关性能的影响规律，为制备性能优异的（Ti，Al，Cr）N涂层提供参考。

1 含Cr过渡层的影响

1.1 CrN涂层的组织性能及其对TiAlN涂层性能的影响

F.D.Lai[6]采用阴极电弧等离子体沉积法制备了CrN涂层，发现CrN涂层主要存在CrN相和β-Cr2N相；在1050℃温度以上，会发生CrN相向Cr2N相的转变。在较低温度（700℃和850℃）退火后，CrN涂层表面形貌、显微硬度、抗腐蚀性能发生轻微变化。……